Первичный измерительный преобразователь влажности сыпучих и пористых материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЯО I 229667

А1 (58 4 G 01 N 27 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /;.!

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 376 7931/24-25 (22) 12.07.84 (46) 07.05.86..Бюл. Р 17 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем (72) В.П. Рупасов и А.И. Семиглазов (53) 533.275(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 513305, кл. G 01 N 27/22, 1976.

Степанов Л.Н., Пяро 3.И. Датчик предполивной влажности почвы, гипсовый. — Труды АФИ, вып. 34. — Л., 1973, с. 164-169. (54) ПЕРВИЧНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ СЫПУЧИХ И ПОРИСТЫХ

MATEPHAJI0B, (57) Изобретение относився к измерительной технике и предназначено для измерения влажности сыпучих и пористых материалов, преимущественно почвы, и может быть использовано в мелиорации и сельскохозяйственном производстве. Для повьппения точности измерения устройство содержит сетчатые цилиндрические коаксиально расположенные электроды, снабженные съемньии сетчатыми основаниями с центральным отверстием, в которых закреплен пустотелый электроизолирующий стержень, внутри которого закреплены электрические выводы., На электроизолирующем стержне расположен также термодатчик внутри центрального электрода и гидроизолирован оТ исследуемого материала. Кроме того электроды выполнены из сорбционного материала, имеющего дифференциальную порозность пор, соизмеримую с дифференциальной порозно;"тью исследуемого материала.. Содерл,.ние влаги определяют по тарировочной кривой зависимости электрического сопротивления от влажности среды. 1 з.п. ф- l=l. 2

М 12г9б61 2

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения влажности сыпучих и пористых материалов, преимущественно почвы, кондуктометрическим методом и может быть использовано в мелиорации сельскохозяйственном производстве.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет получения на выходе первичного преобра- 10 зователя стабильной по циклам измерений функции преобразования и за счет обеспечения эквипотенциальности капиллярной связи между материалом электродов и исследуемым материалом во всем диапазоне измеряемой влажности, На фиг. 1 приведена принципиальная схема. соединения выводов первичного измерительного преобразователя влажности; на фиг. 2 — преобразователь со снятыми сетчатыми основаниями внешнего цилиндрического электрода, общий вид (схематично).

Первичный измерительный преобразо-;> ватель содержит два цилиндрических сетчатых коаксиально расположенных относительно друг друга электрода и 2 со съемными сетчатыми основаниями 3, пустотелый электроизолируюший стержень 4, механически закрепленный в центральных отверстиях оснований электродов, температурный датчик 5, гидроизолированный от исследуемого материала и закрепленный на электроизолирующем стержне 4, и электричес35 кие выводы б, пропущенные через внутреннюю полость стержня 4.

Внешний цилиндрический электрод с дополнительно подсоединенными осно40 ваниями образуют внешнюю электрически замкнутую границу распространения измерительного поля преобразователя влажности, Будучи подсоединенным через клеммный вывод к замыкающей

35 шине измерительного устройства или системы, внешний электрод ограничивает распространение измерительного поля в своем внутреннем объеме и, кроме того, обеспечивает замыкание

Г0 токов бт внешних полей на заземленную 0 шину, что повышает стабильность функции преобразования и уменьшает погрешность измерения влажности. Внутренний цилиндрический электрод с дополнительно подсоединенными основания-. ми образует внутреннюю электрическую границу действия измерительного поля и внутреннюю зону, свободную от влияния измерительного поля и пригодную для размещения дополнительных элементов. В этой зоне в предложенном устройстве, в частности, размещены термодатчик и электроизолирующий стержень, пропущенный через центральные отверстия оснований внутреннего и внешнего цилиндрических электродов и обеспечивающий электрическое разделение и взаимную коаксиальную фиксацию электродов, что повышает стабильность Функции преобразования и уменьшает погрешность измерения влажности материала. Кроме того, во внутренней полости изолирующего стержня для удобства монтажа пропущены электрические выводы преобразователя влажности.

Термодатчик гидроизолирован, размещен во внутренней полости центрального электрода и закреплен на изолируюшем стержне, что обеспечивает воэможность измерения температуры непосредственно в зоне контроля влажности и повышает точность введения температурной поправки, тем самым повышается стабильность функции преобразования и уменьшается погрешность измерения влажности материала.

Свободная часть внутренней полости центрапьного электрода и пространство между цилиндрическими электродами затрамбованы непосредственно исследуемым материалом, в основной его массе на месте стационарных измерений до плотности естественного сложения. Это обесгечивает проведение измерений непосредственно в контролируемой среде, а не в промежуточном пористом блоке, что повышает стабильность функции преобразования и уменьшает псгрешность измерений влажности материала.

Кроме того, внутренний и внешний цилиндрические электроды предложенного превичного измерительного преобра.зователя влажности материала вы— полнены сорбционными, имеющими дифференциальную порозность пор, равную дифференциальной порозности пор исследуемого материала, что обеспечи— вает во всем диапазоне измеряемых влажностей эквипотенциальность капиллярной связи между материалом электродов и исследуемым материалом, тем самым повышает стабильность функции преобразования и уменьшает r Oãðåøность измерения влажности материала.

1229

Первичный измерительный преобразователь работает следующим образом.

В рабочем состоянии внутреннее пространство центрального электрода и пространство между электродами затрамбованы исследуемым материалом до плотности естественного сложения в основной массе материала: сетчатые основания 3 смонтированы на своих электродах, электрические выводы 6 подсоединены к измерительному устройству. Капиллярной и пленочной влагой пропитаны как исследуемый материал, так и материал электродов. Уменьшение содержания влаги в исследуемом материале увеличивает электрическое сопротивление между электродами и 2, увеличение содержания влаги в материале, наоборот, уменьшает электрическое сопротивление между электродами 1 и 2. Измерение влажности производят известными измерительными устройствами. Содержание влаги определяют по тарировочной кривой зависимости электрического сопротивления 25 преобразователя от влажности среды.

Измерение температуры производят по показаниям встроенного термодатчика

5 известным измерительным устройством в зависимости от типа термодатчика.

Выходные клеммы преобразователя влажности и термодатчика могут быть подключены также к входу известного измерительного устройства, рассчитанного на автоматическую температурную компенсацию измерений влажности.

667 4

Формула изобретения

1. Первичный измерительный преобразователь влажности сыпучих и пористых материалов, содержащий два цилиндрических сетчатых коаксиально расположенных электрода, разделенных сорб-. ционным материалом, и термодатчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем стабилизации функции преобразования, сетчатые цилиндрические электроды дополнительно снабжены съемными сетчатыми основаниями с центральными отверстиями, в которых закреплен пустотелый электроизолирующий стержень, внутри которого закреплены электрические выводы, при этом термодатчик расположен на электроизолирующем стержне внутри центрального электрода и гидроизолирован от исследуемого материала.

2. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьинения точности измерений путем обеспечения эквипотенциальный капиллярной связи материала электродов с исследуемым материалом во всем диапазоне измеряемых влажностей, электроды выполнены из сорбционного материала, например углеродного, имеющего дифференциальную порозность пор,. соизмеримую с дифференциальной порозностью исследуемого материала.

Фиг. /

12296б7

Заказ 2445/44

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Ироизводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель A. Платова

Редактор Й. Николайчук Техред В.Кадар Корректор В. Бутяг,